CN102810033A - 分辨触控板上多个触碰物体的方法与计算机可读媒体 - Google Patents

Abstract

一种分辨触控板上多个触碰物体的方法，包含有：扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

Description

分辨触控板上多个触碰物体的方法与计算机可读媒体

技术领域

本发明是关于分辨触控板上触碰物体的方法，尤指运用感应电容信号分布来分辨触控板上触碰物体(例如使用者的手与使用者所持握的电容笔/触控笔)的方法。

背景技术

在通过触控板输入信息时，需要判别不同的输入来源以取得正确信息，例如当使用者的手持握电容笔于触控板上书写时，此时必须应用可分辨出电容笔的技术，以避免将使用者的手误判为电容笔。如图1所示，传统的方法为从输入装置(例如触控板100)的硬件本身来限制电容笔的书写范围，然而，这种方式会造成书写的面积过小以致输入不易，并且书写的范围受到限制。由于现今技术的发展，应用电容笔于平板计算机的书写更为方便。然而，使用者的手与电容笔同时接触到触控板的机率亦大为提升，固然运用图1所示的限制书写范围的传统方法可以解决误判的问题，却也带来使用上的诸多不便，例如需要不断调整书写范围等等。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种分辨触控板上多个触碰物体的方法，其可应用于当使用者以手持握着电容笔于触控板上书写或绘图时，分辨出手与电容笔。

依据本发明的一实施例，其揭示一种分辨一触控板上多个触碰物体的方法，包含有：扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

依据本发明的一实施例，其还揭示一种计算机可读媒体，储存一程序码，当该程序码被一处理器执行时，会致使该处理器执行以下步骤：扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

附图说明

图1为已知限制书写范围的触控板的示意图。

图2A为电容式触控板的结构示意图。

图2B为触控板上的感应电容信号分布的示意图。

图2C为导电性质不同的触碰物体触碰于同一触控板的示意图。

图3为本发明于触控板上分辨触碰物体的方法的一实施例的流程图。

图4A为应用本发明的分辨方法于具有不同导电性质的触碰物体触碰于同一触控板时的感应电容信号分布示意图。

图4B为不同的触碰物体依据图4A而分别沿着不同截面的感应电容信号分布示意图。

图5为本发明的分辨方法的另一实施例的流程图。

图6为采用本发明方法的触控装置的功能方块图。

图7为触控板上电极所对应的感应电容信号分布的示意图。

[主要元件标号说明]

100、200、400    触控板

202、204         电极

700              触控装置

710              处理器

720              存储器

具体实施方式

请参阅图2A，图2A为电容式触控板200的部分结构示意图，其中包括垂直方向(Y轴)的走线(Trace)Y_n-1、Y_n以及Y_n+1具有多个斜线标示的电极202，以及水平方向(X轴)的走线X_n-1、X_n以及X_n+1具有多个空白标示的电极204，Y轴的电极与X轴的电极可以是位于同一平面，或者分别位于不同层。图2A是触控板感测结构的一个例子，在其它不同的实施例里，亦可以使用条状或三角形的感应电极。

范围S₀是表示一导电物体触碰触控板200时，电容量发生变化的区域，扫描该触控板200获得的感应电容信号是如图2B所示，其中横轴的位置为走线的位置，纵轴的感应电容信号则代表测量到的电容值变化。该波形即代表在各走线上测量到的结果。其中，为方便说明，图2B以连续的波形来表现X方向或Y方向的测量结果。位置P₀表示具有最大感应电容信号C₀的位置(例如坐标(X_n))。图2C提供两个不同的触碰物体触碰于同一电容式触控板200的示意图，其中S₁、S₂与C₁、C₂分别表示这两个触碰物体相对应的感应范围与最大感应电容信号。图中感应范围S₁、S₂的形状是简化为圆形以方便说明。

熟悉触控技术的人士应当了解，根据扫描方式的不同，会得到不同的扫描结果，使用一种通称自容式扫描(self-sensing)技术，对于具有m条x方向走线与n条Y方向走线进行扫描，在X方向与Y方向的扫描结果会分别近似于图2B。而使用其它互容式扫描(mutual-sensing)，或者是全点扫描(allpoint scan)的技术，则可以获得形状近似于接触手指的感应范围，如图2C所示。本发明是根据扫描的结果判断对象的种类，不同的扫描技术均可适用。

图3A为本发明于一触控板上分辨多个触碰物体的方法的一实施例的流程图。首先，在步骤310中，扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号。因此，如图2B与图2C所示的感应电容信号分布皆可得知。

接下来进行步骤320，识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号。在这个步骤中，也一并获得这些具有最大感应电容信号的位置信息。接下来进行步骤330。

在步骤330中，参照该最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨出该多个触碰物体。进一步的说明如下。

图4A提供不同的触碰物体触碰于同一触控板400时的感应电容信号分布示意图，根据本发明，先进行图3的步骤310，以取得在触控板上触碰物体对应的感应范围S₃与S₄。接下来进行步骤320，找出最大感应电容信号C₃与C₄以及对应的位置P₃与P₄。接着进行步骤330。在图4A所示的实施例中，系找出位置T₃与T₄，然后比较位置P 3到T3，以及位置P4到T4的感应电容信号的变化情形，来识别触碰物体。简言之，就是步骤330所描述的，参照最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，将电容信号变化较明显的物体，视为触控笔。

接下来说明决定位置T3与T4的方法。以最大感应电容信号的一预定比例，来作为一设定值。接下来，根据设定值THD1与THD2可以在范围S3与S4中进一步获得如虚线所示的范围S5与S6，在范围S5内的感应电容信号是大于或等于设定值THD1，在范围S6内的感应电容信号，是大于或等于设定值THD2。接下来分别比较范围S5与S6边界上的各位置到P3与P4的距离，将最接近P3及P4的位置决定为T3与T4。在图4A与4B中，设定值THD₁与THD₂同时设定为最大感应电容信号C₃与C₄的百分之六十(亦即，THD₁＝60％*C₃以及THD₂＝60％*C₄)，当然，实作上，设定值可以分别为该多个最大感应电容信号的任一预定比例。

继续说明如何以感应电容信号分布情形，来分辨触碰物体。请参阅图4B，图4B为图4A分别沿着P 3至T3，以及P4至T4的截面所对应的感应电容信号分布示意图。首先分别计算出最大感应电容信号C₃、C₄与设定值THD1与THD2之间的差值ΔC₃、ΔC₄，接着分别计算位置P₃、P₄与位置T₃、T₄之间的距离差值ΔP₃、ΔP₄，并分别依据差值ΔC₃、ΔC₄与差值ΔP₃、ΔP₄来计算比值ΔV₃、ΔV₄，接下来再利用比值ΔV₃与ΔV₄来区别出触碰物体的种类。其数学式表现如下：

第一比值(斜率)： $\mathrm{\Δ}{V}_3=\frac{{\mathrm{\ΔC}}_3}{{\mathrm{\ΔP}}_3}$

第二比值(斜率)： $\mathrm{\Δ}{V}_4=\frac{{\mathrm{\ΔC}}_4}{{\mathrm{\ΔP}}_4}$

由于差值ΔC₃与ΔP₃于图4B中可构成三角形的两边，以及差值ΔC₄与ΔP₄于图4B中可构成三角形的两边，因此，亦可依据直角三角形的几何特性来计算出分别对应于不同触碰物体的多个角度值θ₃与θ₄以实现触碰物体的区别。另外，亦可利用tanθ₃，tanθ₄，或者其它多个相关三角函数值与多个角度值来辨别触碰物体。

在一实施例中，将第一比值与第二比值相比较，比值较大者所对应的触碰物体决定为第一物体(例如触控笔)，比值较小者断对应的触碰物体决定与第二物体(例如手指或手掌)。在另一实施例中，则以一门坎值来决定，当该比值(斜率)大于一预设门坎值时，则将该触碰物体视为笔，否则视为手指或手掌。

此外，在本实施例的另一变形中，当不同触碰物体所对应的最大感应电容信号C₃、C₄相等(亦即C₃＝C₄)，以及设定值THD₁与THD₂同时设定为最大感应电容信号C₃与C₄的一预定比例时，此时也可利用

第三比值： ${{\mathrm{\ΔV}}_3}^{,}=\frac{1}{{\mathrm{\ΔP}}_3}$

第四比值： ${{\mathrm{\ΔV}}_4}^{,}=\frac{1}{{\mathrm{\ΔP}}_4}$

两个比值(亦即每一触碰物体所对应的最大感应电容信号的位置与设定值的位置之间的一特定距离的倒数)的不同来区别触碰物体。也就是说，在感应电容信号的差值ΔC₃与ΔC₄相等的情况下，比较距离差值ΔP₃与ΔP₄就可以辨别触碰物体。

由上述实施例可以了解，两点之间的斜率关系，可以代表感应电容信号分布情形。在不同的实施例中，也可以在范围S3与S4分别任意选取两位置及其对应的电容信号来进行计算。不一定要选取具有最大电容值的位置。被选取的两位置，可以是实际的感应电极的位置，或者经数学运算获得。

事实上，在位置T3与T4的感应电极，其电容感应信号分别为Ca与Cb。其中Ca未必等于设定值THD1，Cb未必等于设定值THD2。在上述实施例，基于说明及计算上的方便，使用设定值THD1替代Ca，使用设定值THD2替代Cb。而在实际的应用上，使用THD1与THD2，或者使用Ca与Cb来进行上述斜率关系的计算，都是可行的。因此请注意，以上仅作范例说明之用，并不局限本发明的其它变形。

在不同的实施例中，亦可以使用电容信号的差量与一选取面积的比值(ΔC/A)来区别触碰物体，电容信号的差量可以是如同上述的差值ΔC₃与ΔC_4，，而感应面积可以是范围S5的面积A_S5与范围S6的面积A_S6，或者是以距离差值ΔP₃与ΔP₄为半径所形成的圆面积。

当不同触碰物体所对应的最大感应电容信号相等，以及设定值THD₃与THD₄同时设定为最大感应电容信号的一预定比例时，此时通过比较选取面积即可区别触碰物体。

请参阅图5，图5是以分辨电容笔与手为例来说明本发明分辨多个触碰物体的方法的一实施例的流程图。各步骤的说明如下：

步骤600：扫描一触控板；

步骤602：进行预处理(pre-processing)；

步骤604：扫描该触控板以取得手与电容笔于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；

步骤606：识别手与电容笔所分别对应的多个最大感应电容信号，并获得该多个最大感应电容信号所对应的位置；

步骤608：参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来区别手与电容笔。

步骤610：检查是否为电容笔？若是，则执行步骤612，否则执行步骤600；

步骤612：选择电容笔的位置；

步骤614：进行滤波处理(post-filtering)；以及

步骤616：将电容笔的位置信息输出。

步骤612主要是基于所辨识出的电容笔来决定出电容笔的位置，步骤602主要是滤除不想要的噪声干扰及相关的信号处理，步骤614用以滤除不属于电容笔的信号成分，而步骤616主要是将电容笔的位置信息输出至计算机主机(host)以供后续进一步处理。由于本领域技术人员可依据已知技术与上述关于图2A至图4B的说明而轻易地了解图5中每一步骤的运作，故于此便不另赘述。

此外，图3、5中方法所述的多个步骤可采用各种方式来实现，例如，可通过特定程序语言的指令、参数、变量等，将本发明方法中各步骤编译为程序码PROG，并储存于一计算机可读媒体(例如存储器720)中，以指示相关触控装置700的处理器710来通过读取并执行程序码PROG以执行本发明方法的各步骤，相关架构可简略地以图6表示。简而言之，当程序码PROG被处理器710执行时，会致使处理器710执行以下步骤：扫描触控板400以取得该多个触碰物体于触控板400上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

请参阅图7，图7是以一触控板为一平面，标示出该触控板上多个电极所对应的多个感应电容信号来描述感应电容信号分布的示意图。由于感应电容信号的分布会随着不同触碰物体而改变，因此，上述的程序码PROG亦可包含描绘出如图7所示的感应电容信号分布图，致使处理器710得以执行多个感应电容信号分布的描绘，以供与储存于该计算机可读媒体(例如存储器720)的一数据库(未显示)做分析或比对之用。举例来说，该计算机可读媒体存有电容笔与手的多个感应电容信号分布，当电容笔与手同时触碰该触控板时，处理器得以执行多个感应电容信号分布的描绘并与数据库做分析或比对，藉此区别出电容笔与手，此一设计上的变化亦符合本发明的精神。

不同的扫描方式所获得的结果，例如图2B或图7，图4A等等，都适用于本发明。对于图2B所示这种X轴与Y轴分别获得感应电容信号的波形，同样可以利用上述斜率关系来识别触碰物体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种分辨一触控板上多个触碰物体的方法，包含有：

扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；

识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及

参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中分辨该多个触碰物体的步骤包含：

针对每一触碰物体：

于该触控板上，选取该触碰物体所对应的最大感应电容信号周边的一第一感应电容信号或对应该第一感应电容信号的一第一位置，及选取该触碰物体所对应的最大感应电容信号周边的一第二感应电容信号或对应该第二感应电容信号的一第二位置；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个第一、第二感应电容信号与相对应的多个第一、第二位置，来区别该多个触碰物体。

3.根据权利要求2所述的方法，其中该第一感应电容信号为该触碰物体所对应的最大感应电容信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其中该第一感应电容信号为该触碰物体所对应的最大感应电容信号，以及该第二感应电容信号为该触碰物体所对应的一设定值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中该设定值为该触碰物体所对应的最大感应电容信号的一预定比例。

6.根据权利要求2所述的方法，其中区别该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

计算该触碰物体所对应的该第一、第二感应电容信号之间的一第一差值；

计算该触碰物体所对应的该第一、第二位置之间的一第二差值；以及

依据该第一差值与该第二差值来计算一比值；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个比值来区别该多个触碰物体。

7.根据权利要求2所述的方法，其中区别该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

计算该触碰物体所对应的该第一、第二感应电容信号之间的一第一差值；

计算该触碰物体所对应的该第一、第二位置之间的一第二差值；以及

依据该第一差值与该第二差值来计算一角度值；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个角度值来区别该多个触碰物体。

8.根据权利要求2所述的方法，其中区别该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

计算该触碰物体所对应的该第一、第二感应电容信号之间的一第一差值；

计算该触碰物体所对应的该第一、第二位置之间的一第二差值；以及

依据该第一差值与该第二差值来计算一个三角函数值；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个三角函数值来区别该多个触碰物体。

9.根据权利要求2所述的方法，其中该多个触碰物体所分别对应的该第一感应电容信号彼此互等以及该第二感应电容信号彼此互等时，该分辨该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

计算该触碰物体所对应的该第一、第二位置之间的一特定距离；以及

基于该多个触碰物体所分别计算出来的多个特定距离，来区别该多个触碰物体。

10.根据权利要求2所述的方法，其中于该触控板上，选取该触碰物体所对应的最大感应电容信号周边的该第一感应电容信号或对应该第一感应电容信号的该第一位置及选取该触碰物体所对应的最大感应电容信号周边的该第二感应电容信号或对应该第二感应电容信号的该第二位置的步骤包含：

依据一设定值来自该触控板上决定一感应范围，其中该感应范围内的该触碰物体所对应的感应电容信号皆大于或等于该设定值；以及

于该感应范围内多个感应电容信号中选取出该第一感应电容信号与该第一位置以及该第二感应电容信号与该第二位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中于该感应范围内多个感应电容信号中选取出该第一感应电容信号与该第一位置以及该第二感应电容信号与该第二位置的步骤包含：

以该最大感应电容信号作为该第一感应电容信号；以及

于该感应范围的边界上所对应的多个位置中，选取与该第一位置具有最短距离的一个位置以作为该第二位置。

12.根据权利要求1所述的方法，其中分辨该多个触碰物体的步骤包含：

针对每一触碰物体：

依据一设定值来自该触控板上决定一感应范围，其中该触碰物体于该感应范围内所对应的感应电容信号皆大于或等于该设定值；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号、多个设定值，以及多个感应范围的面积，来区别该多个触碰物体。

13.根据权利要求12所述的方法，其中该设定值为该触碰物体所对应的最大感应电容信号的一预定比例。

14.根据权利要求12所述的方法，其中区别该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

计算该触碰物体所对应的该最大感应电容信号与相对应的该设定值之间的一差值；以及

依据该差值与该触碰物体所对应的该感应范围的面积来计算一比值；以及

依据该多个触碰物体所分别对应的多个比值来区别该多个触碰物体。

15.根据权利要求12所述的方法，其中依据该设定值来自该触控板上决定该感应范围的步骤包含：

基于该设定值所决定出的多个位置中与该最大感应电容信号的位置之间的一最短距离为半径，来决定出一圆面积来作为该感应范围的面积。

16.根据权利要求1所述的方法，其中该多个触碰物体所分别对应的该多个最大感应电容信号均具有同一感应电容信号，以及分辨该多个触碰物体的步骤包含有：

针对每一触碰物体：

依据一设定值来自该触控板上决定一感应范围，其中该触碰物体于该感应范围内所对应的感应电容信号皆大于或等于该设定值；

于该感应范围的边界上所对应的多个位置中，选取与该最大感应电容信号所对应的位置之间的一最短距离；以及

基于该多个触碰物体所分别对应的该多个感应范围中所分别找到的多个最短距离，来区别该多个触碰物体。

17.根据权利要求1所述的方法，其中该多个触碰物体所分别对应的该多个最大感应电容信号均具有同一感应电容信号，以及分辨该多个触碰物体的步骤包含有：

依据一设定值来自该触控板上决定一感应范围，其中该触碰物体于该感应范围内所对应的感应电容信号皆大于或等于该设定值；以及

基于该多个触碰物体所分别对应的该多个感应范围的面积，来区别该多个触碰物体。

18.一种计算机可读媒体，储存一程序码，当该程序码被一处理器执行时，会致使该处理器执行以下步骤：

扫描该触控板以取得该多个触碰物体于该触控板上所对应的多个位置与相对应的多个感应电容信号；

识别该多个触碰物体所分别对应的多个最大感应电容信号；以及

参照该多个最大感应电容信号周边的感应电容信号分布情形，来分辨该多个触碰物体。

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